Поверки и юстировки теодолитов

Для начала работы с теодолитом внешним осмотром проверяют его устойчивость на штативе, плавность хода подъемных и наводящих винтов, прочность фиксации вращающихся частей закрепительными винтами. Если теодолит получен с завода, после ремонта, от другого специалиста, до ввода теодолита в эксплуатацию выполняют поверки. В процессе поверок удостоверяются в правильном взаимном положении осей прибора (рис. 1.3, а).

Рис. 1.3. Схема геометрических осей теодолита: а – общая, б – е – при поверках.

 

Поверки позволяют выявить отклонение в приборе от геометрических условий и оптико-механических требований, юстировкой наиболее полно устраняют эти отклонения. Исследования определяют постоянные геодезического прибора, неустранимые отклонения для введения в результаты измерений соответствующих поправок, правильность работ отдельных узлов теодолита, ошибки диаметров лимба и т. п. По результатам исследований выявляют пригодность теодолита для выполнения измерений данного класса точности.

Обязательными поверками на каждом пункте перед наблюдениями являются следующие.

Подъемные и наводящие винты должны вращаться плавно.

Вращение алидады должно быть плавным.

1. Ось цилиндрического уровня должна быть перпендикулярна к вертикальной оси вращения прибора.

Предварительно плоскость лимба приводят в горизонтальное положение по невыверенному уровню, для чего поворотом алидады устанавливают цилиндрический уровень параллельно линии, соединяющей два подъемных винта, и, вращая их в противоположные стороны, приводят пузырек уровня в нуль-пункт. Затем алидаду поворачивают на 90° и вращением третьего винта приводят пузырек уровня в нуль-пункт.

При этом ось цилиндрического уровня занимает горизонтальное положение zz, образуя с осью вращения w прибора угол β (рис. 1.83). К отсчету по горизонтальному кругу прибавляют 180° и полученное значение поворотом алидады устанавливают на горизонтальном круге, т. е. поворачивают алидаду на 180°. При этом ось цилиндрического уровня, сохраняя с осью вращения угол β, занимает положение z'z' и отклоняется от горизонтального положения на угол 2α. На рисунке 1.83, 2α + + 2β = 180°, а α + β = 90°, т.е. биссектриса z"z" угла 2а пендикулярна к оси вращения прибора. Поэтому при юстировке необходимо на половину дуги отклонения привести пузырек уровня к нуль-пункту третьим подъемным винтом, а в нуль-пункте - исправительными винтами уровня.

 

Рис. 1.83. К поверке оси цилиндрического уровня теодолита (первого условия)

Следует заметить, что ошибка в отсчете по горизонтальному кругу из-за невыполнения этого условия, т. е. из-за наклона вертикальной оси теодолита, не исключается при выводе среднего из результатов измерений при круге право и круге лево.

2. Горизонтальная нить сетки должна быть перпендикулярна к вертикальной оси вращения теодолита.

Вертикальную ось вращения теодолита тщательно устанавливают в отвесное положение, после чего левым краем горизонтальной нити наводят на точку.

Вращая наводящим винтом, медленно вращают трубу по азимуту. Если изображение точки не сходит с горизонтальной нити, то условие выполнено. В противном случае снимают защитный колпачок с окулярной части трубы, ослабляют винты, которыми пластина сетки нитей скреплена с корпусом трубы, и поворачивают сетку так, чтобы при перемещении трубы горизонтальная нить не сходила с точки. Эту же юстировку можно выполнить, совмещая вертикальную нить сетки с нитью отвеса, подвешенного в 10-15 м от теодолита.

3. Визирная ось зрительной трубы должна быть перпендикулярна к ризонталъной оси ее вращения (на рис. 1.65 zz┴hh).

При взаимно-перпендикулярном положении осей zz и hh при вращени трубы ось zz образует плоскость, которую называют коллимационной. Если угол β между этими осями отличается от 90° на угол с, называемый коллимационной ошибкой, то при вращении трубы ось zz образует две конические поверхности, и при наведении на точку А вместо отсчета М (рис. 1.84) получим отсчет

 

M1 = M + c. (1.65)

 

После перевода трубы через зенит угол β между визирной осью и осью вращения трубы сохраняется, при наведении перекрестия нитей на точку А по горизонтальному кругу получим отсчет

 

M2 = M - с ±180°. (1.66)

 

Складывая левые и правые части формул (1.65) и (1.66), находим

 

(1.67)

 

Следовательно, среднее из отсчетов по горизонтальному лимбу при круге право (П) и круге лево (Л), после изменения суммы на 180°, свободно от влияния коллимационной ошибки.

Вычитая из формулы (1.65) соответствующие части формулы (1.66), имеем

 

(1.68)

 

При более строгом выводе

 

(1.69)

где Z — зенитное расстояние (Z = 90° — v, v — угол наклона). Если коллимационная ошибка с превышает 2t, где t — точность отсчитывания по горизонтальному кругу, то выполняют юстировку, для чего на горизонтальном круге наводящим винтом алидады устанавливают отсчет М =М2 + с. При этом перекрестие сетки нитей сойдет с точки А (см. рис. 1.84).

 

Рис. 1.84. К поверке третьего условия

Сняв колпачок с окулярной части трубы и ослабив один из вертикальн исправительных винтов, боковыми исправительными винтами перемещают пластину, на которую нанесена сетка нитей, до совмещения перекрестия нитей с изображением точки А. После юстировки поверку повторяют и убеждаются в выполнении условия. Затем винты сетки слегка затягивают и надевают колпачок.

При z ≈ 90° величина с практически не влияет на разность направлений, измеренных при одном положении круга, т. е. на горизонтальный угол. В горной местности при наблюдении при одном положении круга коллимационная ошибка может исказить горизонтальный угол.В теодолитах с односторонней системой отсчитывания (Т15, Т30) выполняют две пары наведения на точку А: после первого наведения делают отсчеты М1 и М2, затем лимб смещают примерно на 90°, визируют точку А и берут отсчеты М'1 и М'2. Значение

 

(1.70)

 

4. Ось вращения трубы должна быть перпендикулярна к вертикальной оси вращения теодолита (на рис. 1.65 hh┴vv)

При выполнении этого условия при отвесном положении вертикальной оси теодолита, установленном по уровню при алидаде горизонтального круга, визирная ось трубы при вращении образует отвесное положение коллимационной плоскости (на рис. 1.85 плоскость 0Аа). Если условие не выполняется, то при вращении трубы визирная ось образует наклонную плоскость 0Аα1 при одном положении вертикального круга и 0Аα2 — при другом.

 

Для выполнения поверки теодолит устанавливают в 10-20 м от стены, перекрестие сетки нитей при круге право наводят на высоко расположенную точку А, закрепляют алидаду, опускают зрительную трубу примерно до горизонтального положения и отмечают на стене точку α1, на которую проектируется перекрестие нитей сетки. Затем трубу переводят через зенит и при круге лево наводят на точку А, опустив трубу, получают ее проекцию α2. Если точки α1 и α2 совпадут или отрезок α1α2 не превышает ширину биссектора сетки (15-20"), то условие выполнено. При невыполнении условия юстировку выполняют в специальных мастерских.

 

Рис. 1.85. К поверке четвертого условия

 

Следует заметить, что среднее из отсчетов по горизонтальному кругу пру, П и Л свободно от влияния этой ошибки.

5. Компенсатор отсчетной системы вертикального круга должен обеспечивать неизменность отсчета по вертикальному кругу при наклоне оси вращения теодолита на углы до ±3'.

Теодолит устанавливают на штативе так, чтобы один из подъемных винтов был направлен в сторону наблюдаемой точки А. После приведения основной оси прибора в отвесное положение наводят на точку А и делают отсчет а1 по вертикальному кругу. Затем вращением подъемного винта наклоняют теодолит вперед на 2-3 деления уровня, снова наводят на точку А и берут отсчет а2 по вертикальному кругу.

После этого наклоняют прибор на 2-3 деления уровня в противоположную сторону, визируют на точку А и берут отсчет a3. Все отсчеты в пределах точности отсчета по микрометру должны совпадать, т. е. a1 ≈ a2 ≈ a3. При невыполнении условия юстировку выполняют в специальной мастерской.

6. Визирная ось оптического центрира должна совпадать с осью вращения теодолита.

Вертикальную ось вращения теодолита приводят в отвесное положение, теодолит устанавливают над точкой местности. При вращении алидады изображение точки не должно смещаться с центра оптического центрира более чем на 0,5 радиуса малой окружности. При большем смещении выполняют юстировку.